计算机专业前沿_统计专业前沿

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课程名称：最新科技前沿

论文题目：计算机专业前沿

院系：计算机科学与应用系 专业：计算机科学与技术 班级：

学号：

学生姓名：

授课教师：张颂阳

上课时间：周日第5、6节

摘要：随着计算机技术的发展，它已经成为我们工作上的工具，成为生活中的控制中心是必然的事情，了解计算机的发展史将会让我们惊叹科学技术的力量，感受计算机技术给我们生活带来的变化。论文回顾计算机的发展史，并展望未来计算机的发展趋势。

关键字：计算机发展史；应用；组成；人工智能；感悟；

一、计算机发展史简介

人类所使用的计算工具是随着生产的发展和社会的进步，从简单到复杂、从低级到高级的发展过程，计算工具相继出现了如算盘、计算尺、手摇机械计算机、电动机械计算机等。1946年，世界上第一台电子数字计算机（ENIAC）在美国诞生。这台计算机共用了18000多个电于管组成，占地170m2，总重量为30t，耗电140kw，运算速度达到每秒能进行5000次加法、300次乘法。从计算机的发展趁势看，大约2010年前美国就可以研制出千万亿次计算机。

电子计算机在短短的50多年里经过了电子管、晶体管、集成电路（IC）和超大规模集成电路（VLSI）四个阶段的发展，使计算机的体积越来越小，功能越来越强，价格越来越低，应用越来越广泛，目前正朝智能化（第五代）计算机方向发展。

1．第一代电子计算机

第一代电于计算机是从1946年至1958年。它们体积较大，运算速度较低，存储容量不大，而且价格昂贵。使用也不方便，为了解决一个问题，所编制的程序的复杂程度难以表述。这一代计算机主要用于科学计算，只在重要部门或科学研究部门使用。

2．第二代电子计算机

第二代计算机是从1958年到1965年，它们全部采用晶体管作为电子器件，其运算速度比第一代计算机的速度提高了近百倍，体积为原来的几十分之一。在软件方面开始使用计算机算法语言。这一代计算机不仅用于科学计算，还用于数据处理和事务处理及工业控制。

3．第三代电子计算机

第三代计算机是从1965年到1970年。这一时期的主要特征是以中、小规模集成电路为电子器件，并且出现操作系统，使计算机的功能越

来越强，应用范围越来越广。它们不仅用于科学计算，还用于文字处理、企业管理、自动控制等领域，出现了计算机技术与通信技术相结合的信息管理系统，可用于生产管理、交通管理、情报检索等领域。

4．第四代电子计算机

第四代计算机是指从1970年以后采用大规模集成电路（LSI）和超大规模集成电路（VLSI）为主要电子器件制成的计算机。例如80386微处理器，在面积约为10mm X l0mm的单个芯片上，可以集成大约32万个晶体管。

第四代计算机的另一个重要分支是以大规模、超大规模集成电路为基础发展起来的微处理器和微型计算机。

微型计算机大致经历了四个阶段：

第一阶段是1971～1973年，微处理器有4004、4040、8008。1971年Intel公司研制出MCS4微型计算机（CPU为4040，四位机）。后来又推出以8008为核心的MCS-8型。

第二阶段是1973～1977年，微型计算机的发展和改进阶段。微处理器有8080、8085、M6800、Z80。初期产品有Intel公司的MCS一80型（CPU为8080，八位机）。后期有TRS-80型（CPU为Z80）和APPLE-II型（CPU为6502），在八十年代初期曾一度风靡世界。

第三阶段是1978～1983年，十六位微型计算机的发展阶段，微处理器有8086、808880186、80286、M68000、Z8000。微型计算机代表产品是IBM-PC（CPU为8086）。本阶段的顶峰产品是APPLE公司的Macintosh(1984年)和IBM公司的PC／AT286(1986年)微型计算机。

第四阶段便是从1983年开始为32位微型计算机的发展阶段。微处理器相继推出80386、80486。386、486微型计算机是初期产品。1993年，Intel公司推出了Pentium或称P5（中文译名为“奔腾”）的微处理器，它具有64位的内部数据通道。现在Pentium III（也有人称P7）微处理器己成为了主流产品，预计Pentium IV 将在2000年10月推出。

由此可见，微型计算机的性能主要取决于它的核心器件——微处理器（CPU）的性能。

5．第五代计算机

第五代计算机将把信息采集、存储、处理、通信和人工智能结合一起具有形式推理、联想、学习和解释能力。它的系统结构将突破传统的冯·诺依曼机器的概念，实现高度的并行处理。

二、计算机的特点

1、记忆能力强

在计算机中有容量很大的存储装置，它不仅可以长久性地存储大量的文字、图形、图像、声音等信息资料，还可以存储指挥计算机工作的程序。

2、计算精度高与逻辑判断准确

它具有人类无能为力的高精度控制或高速操作任务。也具有可靠的判断能力，以实现计算机工作的自动化，从而保证计算机控制的判断可靠、反应迅速、控制灵敏。

3、高速的处理能力

它具有神奇的运算速度，其速度以达到每秒几十亿次乃至上百亿次。例如，为了将圆周率兀的近似值计算到707位，一位数学家曾为此花十几年的时间，而如果用现代的计算机来计算，可能瞬间就能完成，同时可达到小数点后200万位。

4、能自动完成各种操作

计算机是由内部控制和操作的，只要将事先编制好的应用程序输入计算机，计算机就能自动按照程序规定的步骤完成预定的处理任务。

三、计算机的应用与普及

计算机的诞生，及其飞速的发展，正在影响着人们的生活。自1946年世界上第一台计算机在美国问世至今不过半个多世纪，可现在人们很难设想没有计算机的生活会怎样。

有人会问，如此高性能的计算机与老百姓生活有什么关系呢？从应用的角度看，计算机的应用是潮流，更是财富。以日本和韩国的造船业为例，由于采用先进的计算机技术，这两个国家的造船工人人数从十几万下降到2万多，年造船排水量近千万吨，我国有30万造船工人，年造船300万吨排水量，效率相差数十倍。在当今时代，制造业，拼人力是不行的，一定要靠计算机技术提高产业水平。

在谈到计算机的应用时我们总会提到普及率，这与计算机对社会的影响和贡献有什么必然的联系吗？当然有。简单理解，计算机普及率低说明应用水平落后。计算机在我国的普及率不到10%，而美国是50%以上。从统计上来说，任何一项技术普及率到50%时，才可以说对社会经济生活产生巨大效益。在美国波音公司，飞机从设计到制造，全部是计算机来完成的，整个过程看不到一张图纸，日本的造船也是如此，从船的设计到造完全是无纸化的。

计算机的外形也不是我们过去熟悉得样子，对我生活的影响无处不在。未来计算机不仅具有非凡的记忆功能，而且具有判断能力，真正成为人脑的延伸。但目前的计算机的功能与人脑相比还相差很远。现代计算机虽然“智商”很高，具有人无法相比的计算速度，但“情商”很低。

未来的计算机网络就像今天的电网一样，我们一按开关，信息就流进来。

四、计算机硬件和软件

集成电路和计算机技术的迅速发展以及计算机应用的不断深化,使计算机系统越来越复杂。但无论系统有多复杂，任何一台计算机系统都是由硬件和软件组成的。

计算机硬件是指有形的物理设备，它是计算机系统中实际物理装置的总称，可以是电子的、电磁的、机电的或光学的元件/装置，或者由它们所组成的计算机部件。主要由输入设备、主机和输出设备组成。

例如，计算机的机箱、键盘、鼠标器、显示器、打印机、计算机大底板（母板）、各类扩充板卡等都是计算机硬件。

五、未来计算机的发展方向

随着计算机技术的发展，它已经成为我们工作上的工具，生活中的控制中心是必然的事情。计算机的未来充满了变数。性能的大幅度提高是不可置疑的，而实现性能的飞跃却有多种途径。不过性能的大幅提升并不是计算机发展的唯一路线，计算机的发展，还应当变得越来越人性化，同时也要注重环保等等。基于集成电路的计算机短期内还不会退出历史舞台。但一些新的计算机正在跃跃欲试地加紧研究，这些计算机是：超导计算机、纳米计算机、光计算机、DNA计算机和量子计算机等。

普遍认为新一代计算机应该是智能型的，它能模拟人的智能行为，理解人类自然语言，并继续向着微型化、网络化发展。综合起来大概有以下几个研究方向。

人工智能计算机

巨型计算机

多处理机

激光计算机

超导计算机

生物晶体计算机（DNA计算机）

其中人工智能的发展前景更为明朗，中国人工智能学会副理事长史忠植指出：“计算机能解决许多人类大脑自身不能解决的问题，比如用‘社会计算’来研究社会问题。此次汶川地震，计算机就能分析出，地震对社区乃至每个家庭产生什么样的影响等。到2020年，计算机将具备各种基本感觉功能，包括听、说、看、嗅、触等，这是我们目前正在研究的方向。”

对计算机未来的发展，邱波将其概括为三个方面：一是向“高”的方向。性能越来越高，速度越来越快。主要表现为计算机的主频越来越高；二是向并行处理发展。器件速度通过发明新器件，如量子器件，采用纳米工艺、片上系统等技术还可以提高几个数量级。以大规

模并行为标志的体系结构的创新与进步，是提高计算机系统性能的另一重要途径；第三个方向便是“深”度发展，即向信息的智能化发展。例如，网上有大量的信息，怎样把这些浩如烟海的东西变成你想要的知识，这是计算科学需要解决的重要课题，这不是简单地点击一个网站,里面就能搜索到与其相匹配的内容，而是需要计算机将收集到的知识系统化。人机界面也将变得更加智能友好——未来你可以用你的自然语言与计算机打交道，甚至可以用你的表情、手势等各种方式同时与计算机进行沟通。

六、个人感悟

虽然计算机的出现，不到百年，然而为了它的出现，所进行的探索和研究，早已经历经数百年的历史。人类所使用的计算工具是随着生产的发展和社会的进步，从简单到复杂、从低级到高级的发展过程，计算工具相继出现了如算盘、计算尺、手摇机械计算机、电动机械计算机等。从1946年世界上第一台电子数字计算机（ENIAC）在美国诞生到今天朝第五代智能计算机的发展。计算机的发展让我们见识到科学技术惊人的力量，“科学技术就是力量。”科学技术是智慧的历程和结晶。从人类期盼的最高精神境界讲，朝朝暮暮沿着知识的历程，逐步通向科学的光辉圣殿，是许多有志于自我发展的年轻人晶莹透明的梦想！

在今天这样一个知识信息化的时代，未来时速招引着人类前进的步伐，如果不懂科学技术发展的重要性，简直就无法从事科技创造劳动！从事创造性劳动，必须具有创造性思想。几千年来，我们人类之所以富于发明创造，是因为人类创造性思想的积累，在先天的智力变化不大的情况下，后天智慧却是呈巨大的增长。因此，我们需要追寻开创者的足迹，重温成功者的道路，在感受前人发明创造过程中，激发自己发明创造的冲动！

参考文献

【1】《书呆子的胜利-计算机发展史》[Z].美国，2005.【2】《计算机网络前沿技术》（作者：窦文华，张鹤颖，郑彦兴等著），2007

【3】《计算机科学技术前沿选讲》张凯编著，2010

【4】http://baike.baidu.com/view/22636.htm